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一、概述
真空蒸镀金属薄膜是在高真空（10－4mba以上）条件下，以电阻、高频或电子束加热使金属熔融气化，在薄膜基材表面附着而形成复合薄膜一个工艺。被镀金属材料能够是金、银、铜、锌、铬、铝等，其中用最多是铝。在塑料薄膜或纸张表面镀上一层极薄金属铝即成为镀铝薄膜或镀铝纸。
用于包装上真空镀铝薄膜含有以下特点：
（1）和铝箔相比大大降低了铝用量，节省了能源和材料，降低了成本。复适用铝箔厚度多为7～9um，而镀铝薄膜铝层厚度约为400Å（0.04um）左右，其耗铝量约为铝箔1/200，且生产速度可高达700m／min。
（2）含有优良耐折性和良好韧性，极少出现针孔和裂口，无揉曲龟裂现象，对气体、水蒸汽、气味、光线等阻隔性提升。
（3）含有极佳金属光泽，光反射率可达97％；且能够经过涂料处理形成彩色膜，其装潢效果是铝箔所不及。
（4）可采取屏蔽或洗脱进行部分镀铝，以取得任意图案或透明窗口，能看到包装内容物。
（5）镀铝层导电性能好，能消除静电效应，尤其包装粉末状产品时，不会污染封口部分，确保了包装密封性能。
（6）对印刷、复合等后加工含有良好适应性。
因为以上特点，使镀铝薄膜成为一个性能优良、经济美观新型复合薄膜，在很多方面已替换了铝箔复合材料。关键用于风味食品、日用具、农产品、药品、化妆品和香烟包装。
二、真空蒸镀原理
将卷筒状待镀薄膜基材装在真空蒸镀机放卷站上，将薄膜穿过冷却辊（蒸镀辊）卷绕在收卷站上，用真空泵抽真空，使蒸镀室中真空度达成4×10－4mba以上，加热蒸发舟使高纯度铝丝在1300℃～1400℃温度下融化并蒸发成气态铝。开启薄膜卷绕系统，当薄膜运行速度达成一定数值后，打开挡板使气态铝微粒在移动薄膜基材表面沉积、冷却即形成一层连续而光亮金属铝层。真空镀铝示意图见图1。经过控制金属铝蒸发速度、基材薄膜移动速度和蒸镀室内真空度等来控制镀铝层厚度，通常镀铝层厚度在250～500 Å。
三、镀膜基材
因为真空蒸镀工艺特殊性，它对被镀薄膜基材有以下几点要求：
1、耐热性好，基材必需能耐受蒸起源辐射热和蒸发物冷凝潜热。
2、从薄膜基材上产生挥发性物质要少；对吸湿性大基材，在蒸镀前要进行干燥处理。
3、基材应含有一定强度。
4、对蒸镀层粘接性良好；对于PP、PE等非极性材料，蒸镀前应进行表面处理、以提升镀层附着牢度。
常见镀铝基材有：BOPET、BOPA、BOPP、CPP、PE、PVC等塑料薄膜和纸张类。塑料薄膜基材中BOPET、BOPA、BOPP三种基材生产镀铝薄膜，含有极好光泽和附着力，是性能优良镀铝薄膜，大量用作包装材料和烫金材料。镀铝PE薄膜光泽度较差，但成本较低，使用也较广。以纸基材形成镀铝纸，比铝箔/纸复合材料更薄而价廉；其加工性能好，印刷中不易产生卷曲，不留下折痕等，关键用作香烟、食品等内包装材料和商标材料等。
多种基材镀铝前后水蒸汽透过率改变情况
基材
厚度
μm
未镀铝时透过率
g/（m2.24h）40℃
镀铝后透过率
g/（m2.24h）40℃
PET
12
40～45
0.3～0.5
CPP
25
10～15
1.0～1.5
OPP
20
5～7
0.8～1.2
LDPE
25
15～25
0.6
HDPE
25
10～20
0.9
OPA
15
250～290
0.5～0.8
EVAL
17
24～25
2～3
KOP
20
4～5
1～1.5
MST
#300
800～1000
3～4
四、工艺
塑料薄膜镀铝工艺通常采取直镀法，立即铝层直接镀在基材薄膜表面。BOPET、BOPA薄膜基材镀铝前不需进行表面处理，可直接进行蒸镀。而BOPP、CPP、PE等非极性塑料薄膜，在蒸镀前需对薄膜表面进行电晕处理或涂布粘合层，使其表面张力达成38-42达因/厘米或含有良好粘合性。蒸镀时，将卷筒薄膜置放于真空室内，关闭真空室抽真空。当真空度达成一定（4×10－4mba以上）时，将蒸发舟升温至1300℃～1400℃，然后再把纯度为99．9％铝丝连续送至蒸发舟上。调整好放卷速度、收卷速度、送丝速度和蒸发量，开通冷却源，使铝丝在蒸发舟上连续地熔化、蒸发，从而在移动薄膜表面冷却后形成一层光亮铝层即为镀铝薄膜。
镀铝薄膜生产工艺步骤：
基材放卷→抽真空→加热蒸发舟→送铝丝→蒸镀→冷却→测厚→展平→收卷
五、蒸镀设备：
现在市场上用于塑料薄膜真空镀铝设备关键有缠绕式和悬浮式两种类型，但不管是缠绕式还是悬浮式，通常全部是由真空系统、蒸发系统、薄膜卷绕系统、冷却系统、控制系统等关键部分组成。
真空系统是由机械泵、罗茨泵、扩散泵组成，抽真空过程分为三级，先是由机械泵进行初抽，达成一定真空度后罗茨泵工作，当真空室内达成一定真空度（10－2mbar）扩散泵才打开，由扩散泵来深入提升并维持真空室内高真空度（10－4mbar）以满足蒸镀生产需要。
蒸发系统由蒸发舟夹座（电极）、蒸发舟变压器、蒸发舟、铝线盘支架、铝线输送电机等组成。蒸镀时蒸发舟被固定在夹座上进行加热，正常生产时蒸发舟温度在1300－1400℃，高纯度铝线由输送电机将其连续送到蒸发舟上并被气化。
薄膜卷绕系统关键由放卷部、收卷部、展平辊等部件组成，它作用是根据一定速度和张力将基材薄膜输送到蒸镀区进行蒸镀后，再将镀有铝层薄膜收卷成筒状卷膜。经过控制薄膜卷绕速度、张力、和展平辊角度等工艺参数，能够避免产生皱纹而得到收卷整齐膜卷。
冷却系统关键由冷井、冷却液、冷却辊等部件组成，关键作用是提供薄膜蒸镀时（或蒸镀后）所需要冷却温度（－20—－15℃），以预防薄膜受热变形。冷却系统所使用冷却液为水/乙二醇混合物或盐水混合物，蒸镀时由冷井将冷却液冷却至所需要温度，经过管道输送至冷却辊内，再由冷却辊对镀铝后薄膜进行冷却。
控制系统包含张力控制、速度控制、蒸发量控制、铝层厚度控制等子系统组成，在蒸镀生产过程经过控制系统能够对薄膜张力、运行速度、蒸发舟状态和蒸发量、镀铝层厚度等进行自动调整和控制。
六、检验和检测
镀铝薄膜通常应用于含有阻隔性或遮光性要求包装上使用，所以，镀铝层厚度和表面情况和附着牢度大小将直接影响其上述性能。镀铝膜检验关键表现在厚度、镀铝层牢度和镀铝层表面情况等方面。
1、 镀铝层厚度测量
因为真空镀铝薄膜上镀铝层很薄，所以不能用常规测厚仪器检测其厚度，常见检测方法有：
电阻法 电阻法是利用欧姆定律来对镀铝层厚度进行测量，依据欧姆定律
R＝ρ×L/S
单位面积镀铝薄膜电阻值越小，其镀铝层厚度越厚，反之则越薄。
电阻法检测镀铝层厚度用表面电阻来表示，单位是Ω/□，数值越大说明镀铝层厚度越薄，通常真空镀铝薄膜表面电阻值为1.0－2.5Ω/□，国家标准GB/T 15717-1995《真空金属镀层厚度测试方法 电阻法》对这一方法进行了具体要求。
光密度法 光密度（OD）定义为材料遮光能力表征。它用透光镜测量。光密度没有量纲单位，是一个对数值，通常仅对镀铝薄膜和珠光膜进行光密度测量。
光密度是入射光和透射光比值对数或说是光线透过率倒数对数。计算公式为
OD=log10（入射光/透射光）或OD=log10（1/透光率）
通常镀铝膜光密度值为1－3（即光线透过率为10％－0.1％），数值越大镀铝层越厚，美国国家标准局ANSI/NAPM IT2.19对试验条件做了具体要求。
OD值、方阻值和铝层厚度对照表
OPITICAL DENSITY/光密度
OD值
RESISTIVITY/电阻值
Ohm/Square 方阻值
AL THICKNESS/铝层厚度
Å 埃
1.6
3
320
1.8
2.7
360
2.0
2.35
400
2.2
2.05
440
2.4
1.8
480
2.6
1.55
520
2.8
1.3
560
3.0
1.0
600
2、 镀铝层附着牢度检测
镀铝层牢度通常检测方法是胶带检测法，立即长15－20cm ，宽0.5-1 inch3M Scotch胶带贴合在镀铝薄膜镀铝层上并将其压平，然后以均匀速度将胶带剥离，观察并估量镀铝层被剥离面积，面积小于10％为一级、小于30％为二级、大于30％为三级。
胶带检测法只是一个定性检测方法，只适合于通常定性比较，假如镀铝层附着牢度超出胶带粘结力，则分别不出镀铝层附着牢度差异。现在常见定量检测方法是在一定温度、压力和时间下，用EAA薄膜（厚度20－50um，AA含量通常在9％左右）和镀铝膜镀铝层进行热封，将热封后样品裁成15mm宽，在拉力试验机上进行剥离试验，观察并统计剥离力大小和镀铝层被剥离面积。
3、 外观检验镀铝薄膜外观检验关键包含以下方面内容：
（1）针孔（溅射点） 镀铝时如蒸发舟温度控制不良或送丝点位置不好等情况会造成铝液发生溅射，如溅射铝液达成薄膜上会在薄膜上形成小针孔，镀铝薄膜上针孔过多会造成薄膜阻隔性能下降。通常情况下许可镀铝薄膜针孔数量为2－3个/m2。
（2）镀空线（轨道线） 用缠绕式真空镀铝机生产镀铝薄膜时，如基材薄膜在蒸镀区有皱折，则折叠在里面薄膜就不会有铝层附着，从而在镀铝薄膜上形成线状铝层较浅区域被称为镀空线。镀空线关键在CPP、PE等性质较软基材薄膜上产生。
（3）镀铝面刮伤（划痕） 这种现象关键是因为镀铝薄膜在运转过程中，镀铝层被导辊上异物损伤造成。
七、镀铝薄膜使用中常见问题
真空镀铝薄膜因为既含有塑料薄膜特征，又含有金属特征，是一个价廉美观、性能优良、实用性强包装材料，所以，镀铝膜已经被广泛地应用于食品、医药、化工等产品包装，比如快餐食品、茶叶、咖啡和化妆品包装。
镀铝薄膜干式复合应用中常见问题及处理措施：
1、复合后镀铝膜镀铝层发生迁移现象
问题原因：
（1）镀铝层和基膜之间结合牢靠度比较差。
（2）所选择胶粘剂不适宜。
（3）复合膜固化时间过长。
（4）涂胶量过大，胶粘剂干燥不充足，残留溶剂逐步渗透到镀铝层，造成镀铝层迁移。
（5）张力控制不妥，镀铝膜基膜在较大张力下发生弹性形变，从而影响到镀铝层附着力，这也是促进镀铝膜镀铝层发生迁移原因之一。
处理措施：
（1）更换质量很好镀铝膜。
（2）更换适宜胶粘剂，最好是镀铝膜专用胶粘剂。
（3）合适提升固化温度并缩短固化时间，加紧胶粘剂固化反应速度，预防胶粘剂逐步渗透到镀铝膜镀铝层，并减弱镀铝膜基膜和镀铝层之间附着力。
（4）控制涂胶量，或调整干式复合工艺干燥温度、通风量及复合线速度等，确保胶粘剂充足干燥，将残留溶剂量控制在最低程度之内，降低其对镀铝层影响。
（5）调整张力设置，注意张力合适小部分，预防镀铝膜发生较大弹性形变。
2、复合膜出现斑点
问题原因：
（1）胶粘剂选择不妥，一般胶粘剂对镀铝层亲和力较差，涂布性能差，假如涂布不均匀，就会出现斑点现象。
（2）胶液中残留溶剂较多，印刷膜复合后，墨层被胶液中残留溶剂所浸润，从而有可能产生斑点现象。
（3）油墨遮盖力不足，尤其是浅色油墨，光线穿过油墨层而被铝层反射回来，产生斑点。
（4）涂胶量不足或涂胶不均匀，复合膜中夹杂有气泡。
处理措施：
（1）选择合适胶粘剂，如镀铝膜专用胶粘剂。
（2）合适提升烘道干燥温度，或合适降低复合线速度，确保胶粘剂能够充足干燥。
（3）选择遮盖力强油墨或加厚油墨墨层。
（4）合适提升胶粘剂涂胶量，并检验橡胶压辊状态，以确保涂胶均匀。
3、复合膜层间剥离强度差
问题原因：
（1）镀铝层牢靠度差，轻易脱落。
（2）胶粘剂类型、质量不妥。
（3）胶粘剂干燥不够充足，残留乙酸乙酯渗透到油墨层中，使印刷油墨软化、松动，乃至脱层，从而造成复合膜剥离牢度比较差。
（4）涂胶量不足，影响复合膜粘结强度。
（5）稀释剂乙酯乙酯纯度不高，其中水分或醇等活性物质含量偏高，消耗掉了一部分固化剂，造成胶粘剂中主剂和固化剂实际百分比不合适，从而使复合强度下降。
（6）复合钢辊表面温度偏低，或复合压力太小，也会造成复合强度差。
（7）复合膜固化不完全，从而影响复合强度。
处理措施：
（1）更换高质量镀铝膜。
（2）更换高质量镀铝膜专用胶粘剂，提升复合强度。
（3）调整复合工艺，提升烘道干燥温度，或合适降低复合线速度，确保胶粘剂能够充足干燥。
（4）合适提升涂胶量。
（5）更换质量合格稀释剂，而且要严格控制对稀释剂检测工作。
（6）合适提升复合钢辊表面温度，或合适加大复合压力。
（7）合适提升固化温度，确保复合膜能够充足固化。
八、真空镀铝薄膜发展
伴随真空蒸镀技术和后处理工艺发展，真空镀铝薄膜品种及用途不停扩大，广泛应用于包装、装饰等领域，其中经典应用有电化铝烫印材料、镀铝纸和透明镀膜等。
1、为了增强印刷品装饰效果，在印后加工中有采取烫金措施。用铜锌凸版在烫印机上，经过加热把金箔或银箔烫印在印刷品上，使其看起来光彩夺目富丽堂皇。电化铝烫金材料是在经过处理PET薄膜上真空镀铝以后，再涂布一层胶粘层而制作成，通常由5层组成。
（1）基体层。它是承托电化铝材料基体，通常由PET薄膜加工而成，厚度12～25微米。
（2）剥离层。在基体层上涂布一层剥离，电化铝烫印后，镀铝层和染色层就能顺利地脱离基体层，粘附到印刷品表面。
（3）染色层。选择透光性、成膜性、粘附性全部很好树脂，经染色以后涂布在剥离层上而成。染色层染上什么颜色，电化铝就展现什么颜色，有金黄、橙、绿、青、蓝、品红等多种颜色。
（4）镀铝层。采取真空蒸镀方法，将金属铝蒸镀到基体染色层上。蒸镀铝层含有很高金属光泽，经过烫印转移后，能把染色层颜色像镜面一样反射出来，大大提升了印刷品华贵富丽装饰效果。
（5）胶粘层。将热熔性胶粘物质熔化以后，均匀地涂布到电化铝材料表面。烫印时在金属版加热、加压条件下，胶粘物质熔化，离开烫印版以后，胶粘层树脂立即冷却固着，并将铝箔层和染色层紧紧粘结到印刷品表面上。电化铝材料生产工艺步骤：
基材薄膜检验→涂布剥离层→涂布染色层→真空镀铝→涂布胶粘剂→成品
2、镀铝纸关键由原纸、铝层和涂层组成，因光泽度和平滑度好，柔韧性好，铝层牢度高，美观环境保护，同时有良好印刷性能和机械加工性能，所以可广泛用于烟、酒、瓶贴、茶叶、食品、化妆品、日化、百货、礼品、工艺品等产品精美包装，也可用于建筑装潢材料。
镀铝纸按其生产工艺分为直接蒸镀法和转移法两种：直接法是将纸直接置于真空镀铝机进行镀铝方法；转移法是将涂有剥离剂和保护层BOPP或PET膜镀铝后，涂胶和纸复合，再将基膜剥离，铝层经过胶粘作用转移到纸板表面上去。二者比较，直镀法适合生产较低克重（50g/m2）镀铝纸，转移法适合生产较高克重（100g/ m2）镀铝纸。镀铝纸生产工艺步骤图以下：
4、 非金属镀膜
九十年代以来，快速发展微波加热技术给微波食品包装及需经微波杀菌消毒一类商品包装提出了新要求，即包装材料不仅要含有优良阻隔性能，而且还要耐高温、微波透过性好等特征，传统包装材料极难全方面含有这些特点。所以多年来日本、德国、英国、意大利、加拿大、美国等工业发达国家投入大量人力物力研究开发新型高阻隔性包装材料——SiO X和其它金属氧化物镀膜复合包装材料。这类材料除了阻隔性能能够和铝塑复合材料相媲美外，同时还含有微波透过性好、耐高温、透明、受环境温度湿度影响小等优点，尤其在商品保香方面，效果如同玻璃瓶包装一样，长久储存或经高温处理后，不会产生异味，所以，也称之为透明镀膜。它能广泛应用于食品、药品、化妆品、医疗器械等包装安全卫生性能要求高、货架寿命较长一类商品包装；尤其适合作为微波加热技术应用一类商品包装材料。
非金属镀膜可采取蒸镀原料可采取Si、SiOX、SiO 2或其它氧化物，也能够采取共它氧化物如Al2O3、 MgO、Y 2O 3、TiO2、Gd 2O 3等，其中最常见是SiOX、Al2O3。氧化物镀膜蒸起源有电阻式和电子束两种，电阻式蒸起源以电阻经过发烧原理来加热蒸镀原料，最高加热温度可达1700℃。电子束蒸起源利用加速电子碰撞蒸镀原料而使其蒸发，蒸起源配有电子枪，用磁场或电场加速并聚集电子束，使电子束集中在蒸发材料局部位置上而形成加热束斑，束斑温度可达3000～6000℃，能量密度最高可达20KW/cm2。
非金属镀膜时，蒸镀原料较高气化温度和蒸发能造成在蒸发过程中蒸镀区温度较高，大量辐射热使得基材吸收过量热能而温度升高；同时，气化分子、离子和其它微粒在基材表面凝结成膜时放出热量致使基材温度过高而发生严重热变形。热变形后基材起皱，造成镀膜不均匀或破裂，达不到提升阻隔性能效果，所以，软化点和熔点较低塑料薄膜蒸镀效果较差。试验表明只有PP、PET、PA等材料才能较适合氧化物镀膜加工。
塑料薄膜名称
透气性
透湿度
二氧化碳
氮气
氧气
g/m2.24h(400C.90%相对湿度
低密度聚乙烯
45,500
2,800
7,900
24-48
高密度聚乙烯
9,100
600
2,900
22
未拉伸聚丙烯
12,600
760
3,800
22-34
双向拉伸聚丙烯
8,500
315
2,500
3-5
涂聚偏二氯乙烯双向拉伸聚丙烯
8-80
8-30
216
5
一般玻璃纸
6-90
8-25
3-80
＞720
防潮玻璃纸

40#
8-16
涂聚偏二氯乙烯玻璃纸

15#
＜12
聚酯
240-400
11-16
95-130
20-24
未拉伸尼龙
160-190
14
40
240-360
双向拉伸尼龙

60#
90
涂聚偏二氯乙烯双向拉伸尼龙

10#
4-6
聚氯乙烯
320-790
30-80
10-320
5-6
偏氯乙烯-氯乙烯共聚物
60-700
2-23
13-110
3-6
聚苯乙烯
14,000
880
5,500
110-160
聚碳酸酯
17,000
709
4,700
170
将卷筒状待镀薄膜基材装在真空蒸镀机放卷站上，将薄膜穿过冷却辊（蒸镀辊）卷绕在收卷站上，用真空泵抽真空，使蒸镀室中真空度达成4×10－4mba以上，加热蒸发舟使高纯度铝丝在1300℃～1400℃温度下融化并蒸发成气态铝。开启薄膜卷绕系统，当薄膜运行速度达成一定数值后，打开挡板使气态铝微粒在移动薄膜基材表面沉积、冷却即形成一层连续而光亮金属铝层。真空镀铝示意图见图1。经过控制金属铝蒸发速度、基材薄膜移动速度和蒸镀室内真空度等来控制镀铝层厚度，通常镀铝层厚度在250～500 Å。
塑料薄膜镀铝工艺通常采取直镀法，立即铝层直接镀在基材薄膜表面。BOPET、BOPA薄膜基材镀铝前不需进行表面处理，可直接进行蒸镀。而BOPP、CPP、PE等非极性塑料薄膜，在蒸镀前需对薄膜表面进行电晕处理或涂布粘合层，使其表面张力达成38-42达因/厘米或含有良好粘合性。蒸镀时，将卷筒薄膜置放于真空室内，关闭真空室抽真空。当真空度达成一定（4×10－4mba以上）时，将蒸发舟升温至1300℃～1400℃，然后再把纯度为99．9％铝丝连续送至蒸发舟上。调整好放卷速度、收卷速度、送丝速度和蒸发量，开通冷却源，使铝丝在蒸发舟上连续地熔化、蒸发，从而在移动薄膜表面冷却后形成一层光亮铝层即为镀铝薄膜。
镀铝薄膜生产工艺步骤：
基材放卷→抽真空→加热蒸发舟→送铝丝→蒸镀→冷却→测厚→展平→收卷